[发明专利]双层主动控制减振装置和方法

说明书

本发明提供一种双层主动控制减振装置，包括由外到内依次嵌套的密封箱、外盒和内盒，其中内盒用于放置待减振物体，内盒与外盒之间设有被动减振器，外盒上设有三个维度的加速度传感器；密封箱内设有转轴，所述的外盒与转轴连接使得外盒能够绕转轴摆动；外盒与密封箱之间充满流体主动减振材料，密封箱上设有极板；本装置还包括微处理器和控制电源；加速度传感器、微处理器、控制电源和极板依次电连接。本发明利用双层结构，内层通过传统的被动减振装置保证整个系统多维的减振效果，外层通过流体主动减振材料和加速度传感器采集数据进行反馈控制的方法，对重点维度进行主动减振隔振，从而提高减振效果。

技术领域

本发明属于仪器减振领域，具体涉及一种双层主动控制减振装置和方法。

背景技术

现有的主动式陀螺稳定平台见美国专利US5922039、US52227806、US4156241和中国专利CN1305091A、CN2833206Y ZL94218035.6。这些专利均利用传感器输出反映载体姿态及其变化率的信号，经微处理器解算后，控制驱动装置保持平台姿态不变，实现对平台的稳定控制。上述专利并未对动态振动进行隔离或者减弱。

现有的陀螺减振平台分为被动式和主动式，其中被动式见 CN201210048107.4。其中，一种空间对角减振的光纤陀螺IMU台体（专利号：CN201210048107.4）设计了一种空间六面结构平台，在平台台体的空间对角布局了四个T型橡胶减振器安装支腿，使得光纤陀螺捷联系统IMU在振动条件下具由各向同性动力学响应特征。该专利采用被动减振的手段实现了台体空间多维的减振效果，通过对台体的结构设计提高了系统的稳定性，使得X、Y、Z各向具有相同的减振性能。但该专利未能考虑在实际应用情况中，来自不同方向的振动其剧烈程度不同，无法实现有针对性地减振。

一种具有高抗振性能的光纤陀螺惯性测量系统（专利号：CN200510074856.4） 和一种基于三轴一体高精度光纤陀螺的车载动态定位定向仪（专利号：CN201210114243.9）设计了一种高抗振的光纤陀螺惯性测量系统，采用薄壁加筋结构和一体化模块结构，提高整体抗振性能。

其中主动式减振平台相关专利包括中国专利CN201180045964.2和CN200810201311.9。主动减振装置、车辆、主动减振装置的控制方法（专利号：CN201180045964.2）利用辅助质量反力来抑制与起振源的起振频率成分相应的减振对象的振动，未涉及到多维度多方向的减振与隔振。主动减振隔振装置及主动减振隔振系统（专利号：CN200810201311.9）采用密封活塞气腔和直线驱动实现对负载六自由度振动的主动控制，利用可调节气压实现隔振效果。虽然该专利可实现六自由度振动，却只能利用空气进行隔振主动控制，多路气阀将导致装置复杂，实用性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种双层主动控制减振装置和方法，能够提高减振效果。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种双层主动控制减振装置，其特征在于：它包括由外到内依次嵌套的密封箱、外盒和内盒，其中内盒用于放置待减振物体，内盒与外盒之间设有被动减振器，外盒上设有三个维度的加速度传感器；密封箱内设有转轴，所述的外盒与转轴连接使得外盒能够绕转轴摆动；外盒与密封箱之间充满流体主动减振材料，密封箱上设有极板；

本装置还包括微处理器和控制电源；加速度传感器、微处理器、控制电源和极板依次电连接。

按上述方案，所述的流体主动减振材料为磁流变材料或电流变材料。

按上述方案，所述的三个维度为正交坐标系的X轴、Y轴和Z轴，其中Z轴与外盒的底面垂直，X轴和Y轴分别与外盒的侧面垂直。

按上述方案，所述的内盒设有顶面、底面和侧面，其中内盒的底面和侧面分别与外盒之间设有多个被动减振器。

利用所述的双层主动控制减振装置实现的减振方法，其特征在于：它包括以下步骤：